кандидат технических наук, доцент кафедры конструирования и производства радиоэлектронных средств МИРЭА ‒ Российский технологический университет
Целью исследования является выбор и обоснование летно-технических характеристик беспилотной платформы для интеграции с портативной ретрансляционной станцией в целях создания мобильных сетей связи.
Актуальность задачи обусловлена растущей потребностью в надежных и гибких системах связи при ликвидации последствий широкого спектра чрезвычайных ситуаций, а также для обеспечения связью временных объектов, удаленных или труднодоступных районов. Скорость и автономность развертывания становятся критическими факторами эффективности действий аварийно-спасательных служб.
Методология работы включает сравнительный анализ рынка электрических БПЛА по критериям грузоподъемности и времени полета, а также детальный аэродинамический расчет времени висения с учетом массы, энергопотребления полезной нагрузки, температуры и ветра.
Результат. Установлено, что легкие коммерческие БПЛА не обладают необходимой грузоподъемностью для транспортировки стандартного ретрансляционного оборудования массой 3–10 кг. Показано, что наиболее подходящими носителями являются тяжелые сельскохозяйственные дроны. На основе проведенных расчетов выявлена и проанализирована нелинейная зависимость времени висения от массы полезной нагрузки, демонстрирующая ее критическое влияние на продолжительность работы комплекса. Главный вывод заключается в том, что для существенного увеличения времени работы и расширения операционных возможностей комплекса необходима целенаправленная миниатюризация и оптимизация энергопотребления ретрансляционного оборудования.
Научная новизна работы заключается в разработке алгоритмического подхода к формированию конфигурации мобильного ретрансляционного комплекса и установлении количественной нелинейной зависимости времени висения от массы полезной нагрузки для тяжелых сельскохозяйственных БПЛА.
Практическая значимость результатов исследования состоит в предоставлении инженерам и проектировщикам обоснованной методики для выбора конкретной платформы-носителя и совместимого ретрансляционного оборудования. Разработанные рекомендации и алгоритм выбора позволяют сформировать работоспособный, экономически эффективный комплекс, готовый к оперативному развертыванию силами МЧС, служб охраны правопорядка и другими подразделениями, решающими задачи в условиях дефицита времени и разрушенной инфраструктуры.
The purpose of the study is to select and justify the flight and technical characteristics of an unmanned platform for integration with a portable relay station in order to create mobile communication networks.
The relevance of this task is due to the need for prompt restoration of communication during the elimination of the consequences of emergencies, when the stationary infrastructure is damaged.
The methodology of the work includes a comparative analysis of the market of electric UAVs by the criteria of load-lifting and flight time, as well as a detailed aerodynamic calculation of the hovering time, taking into account the mass and energy consumption of the payload.
Results. It has been established that light commercial platforms do not have the necessary load capacity for standard repeaters. It has been shown that heavy agricultural UAVs are capable of carrying repeaters weighing up to 10 kg. Based on the analysis of the obtained non-linear dependence of flight time on load weight, it has been concluded that the miniaturization of repeaters is critical.
The scientific novelty of the work lies in the development of an algorithmic approach to configuring a mobile relay complex and establishing a quantitative non-linear dependence of the hovering time on the payload mass for heavy agricultural UAVs.
The practical significance of the results is to substantiate the choice of a specific carrier platform and relay equipment for creating an operational complex suitable for rapid deployment by emergency services and other forces.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.